[정보] 100Mbps를 넘어 1Gbps로, Gigabit Ethernet

1. Gigabit Ethernet의 필요성

 Ethernet

이더넷은 지난 1970년대에 개발되기 시작한 네트웍 기술로서, 지금은 명실상부한 네트웍의 표준이 되어 있다. IDC에 따르면, 1997년 말에 전세계의 인터넷 연결 시스템의 85%가 이더넷 방식을 사용하고 있으며, 이는 1억 1800만대에 해당한다고 한다. 1970년, 하와이대학교(University of Hawaii)에서 웍스테이션들을 연결하기 위해서 개발된 알로하(Aloha)를 시작으로, Xerox에서 2.94Mbps의 전송속도를 가지는 이더넷을 개발하였고 이후 1985년에 굵은 동축케이블(thick coaxial cable)을 사용한 10Mbps의 이더넷이 표준으로 확정되었다.

1976년 6월, 내셔널 컴퓨터 컨퍼런스에서 Dr. Robert M. Metcalfe가 선보인 다이어그램. 이더넷의 시초가 여기에 있다.

알로하 시스템에 사용된 2.94Mbps의 LAN은 CSMA/CD(Carriar Sence Multiple Access with Collision Detect) 기술을 포함하고 있었으며, 1km 안에 있는 100대의 웍스테이션을 연결하기 위해서 사용되었다. 이후 인텔과 Xerox, DEC가 협력하여 10Mbps의 표준을 만들었는데, 이것이 현재의 IEEE802.3 규격이 대변하고 있는 네트웍 기술의 기반이 되었다.

802.3 규격이 처음 발표된 1985년에는 오로지 두가지의 케이블만이(thick coaxial cable, thine coaxial cable) 사용되었으며, 이후에 UTP 케이블 등이 추가되었다.

이후 점차적으로 증가하는 네트웍 대역폭의 요구에 의해서 1995년에는 IEEE802.3u 규격에 의해서 100Mbps의 대역폭을 가지는 Fast Ethernet 표준이 만들어졌다. 그리고 현재에 이르러서는 IEEE802.3z 규격이 정의하고 있는 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet, GbE)에 이르렀다.

데이터 패러다임의 변화

사실 GbE는 지난 1998년 IEEE802.3z 규격과 함께 등장하였을 때만 해도 데스크탑/웍스테이션보다는 대규모 서버나 백본 등을 그 대상으로 하고 있었다. 당연히 단거리의 데이터 전송보다는 장거리의 데이터 전송의 중요성이 더욱 컸으며, 광파이버(Optical Fiber)를 사용한 수 km 단위의 원거리 데이터 전송이 주요 목적이 되었다.

그러나 시간히 흐르면서 점차적으로 사무환경 및 일반 가정에서 사용되는 데이터의 크기 역시 기하급수적으로 증가하고 있다. 가장 가까운 예로, 현재 보급되는 초고속통신망들은 60Mbps급의 VDSL을 비롯하여 155Mbps를 내 줄 수 있다는 FTTH까지 다양해졌다. 이미 100Mbps의 대역폭을 커버할 수 있는 Fast Ethernet으로는 더이상 어찌해볼 수 없는 한계선이 다가오고 있는 것이다.

사용자들이 다루는 데이터의 크기를 보면 현행의 100Mbps 네트웍의 문제점은 더욱 커진다. 100Mbps Fast Ethernet은 이론상 최대 초당 12.5MB를 전송할 수 있다고는 하지만 이미 각종 영화 등의 컨텐츠가 소요하는 용량이 수 GB대에 달하고 있는 현 시점에서 '느리다'라는 느낌이 드는 것은 피할 수 없는 일이다. 상황이 이렇다 보니 GbE가 일반 사용자계층에 파고드는 것은 당연한 수순으로 보아야 한다.

초기에 802.3z로 등장했던 GbE는 이후 802.3ab 규격이 만들어지면서 UTP 케이블을 사용하게 되었고 이것은 일반 사용자층에 파고들 수 있는 기반이 되어주었다. 그리고 이제는 데스크탑용 메인보드에도 GbE 컨트롤러가 흔히 탑재되고 있다.

인텔의 875/865 계열 메인보드에 탑재되는 GbE 컨트롤러, i82547EI

즉, 100Mbps에서 1Gbps 네트웍으로의 변화는 사용자들이 다루는 데이터와 네트웍의 사용 용도의 패러다임이 변화하고 있는 현 상황에 따른 필연적인 수순이다. 802.3ab 규격은 GbE에 100Mbps Fast Ethernet이 가지는 인프라스트럭쳐를 그대로 수용할 수 있도록 하면서 하위호환성을 부여하였기 때문에 데스크탑 및 웍스테이션 수준에서 구현되기에 무리가 없다.

이 글에서는 기가비트 네트웍의 종류와 특징을 간단히 설명하고, 현재 데스크탑 시장으로 진입하고 있는 기가비트 네트웍 규격인 1000Base-T 규격의 동작원리, 그리고 이를 구현하기 위해서 필요한 주변 환경들에 대해서 알아볼 것이다.